CN1624400A - 单双效吸收式制冷机及其运转控制方法 - Google Patents

单双效吸收式制冷机及其运转控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明所要解决的问题是防止流入低热源再生器中的稀释吸收液的自发闪蒸并且防止热量损失，即使是在没有热源被提供时。本发明的解决方案是提供了一种单双效吸收式制冷机，其中，与吸收器和低热源再生器相连并且设有稀释吸收液泵、低温热交换器和排放制冷剂热回收装置的稀释吸收液管中的位于低热源再生器一侧的部分通过设有选择阀的分流管连接着与低热源再生器和高温再生器相连并且设有中间吸收液泵和高温热交换器的中间吸收液管中的位于低热源再生器一侧的部分。此外，一种控制方法包括基于流入或流出低热源再生器的热源的温度控制选择阀的开闭条件，基于流入或流出蒸发器的盐水的温度控制选择阀的开度。

Description

单双效吸收式制冷机及其运转控制方法
技术领域
本发明涉及吸收式制冷机(包括吸收式水冷却和加热机)。
背景技术
关于这种类型的吸收式制冷机，如图3所示，单双效吸收式制冷机100X包括：一个高温再生器5，其利用作为热源的气体燃烧器4所产生的燃烧热量加热吸收液，并且使制冷剂蒸发和分离；一个低温再生器6，其作为双效再生器利用从高温再生器5供应的作为热源的制冷剂蒸气加热吸收液，并且使制冷剂蒸发和分离；一个双效冷凝器7，其与低温再生器6并置，并且冷凝从低温再生器6供应的制冷剂蒸气；一个低热源再生器9，其构成一个单效冷凝器，用于利用作为热源的温排水加热吸收液，并且使制冷剂蒸发和分离，所述温排水通过低热源供应管28而从废热发电装置或类似物中以相对低温例如大约80℃供应出来；一个冷凝器10，其构成一个单效冷凝器，与低热源再生器9并置，并且冷凝从低热源再生器9供应的制冷剂蒸气；一个蒸发器1，其用于蒸发从冷凝器7和冷凝器10供应的制冷剂；一个吸收器2，其用于将蒸发器1中蒸发的制冷剂蒸气吸收到从低温再生器6供应的浓缩吸收液中；一个稀释吸收液泵P1；一个中间吸收液泵P2；一个制冷剂泵P4；以及其他传统技术中公知的元件。
关于图3中的其他附图标记，12表示一个低温热交换器；13表示一个高温热交换器；26表示一个用于空调的盐水管(brinepipe)或类似物，其用于向图中未示出的热负载循环供应温热或热量；27表示一个冷却水管；28A表示一个设在低热源供应管28上的分流管；28B表示一个设在低热源供应管28上的三通阀。
专利文献1：
日本专利申请公开文献No.1994-341729(图1)。
在前面描述的单双效吸收式制冷机中，来自吸收器的稀释吸收液被稀释吸收液泵供应到低热源再生器，该低热源再生器的内部维持低温并且与冷凝器并置；该冷凝器被冷却水冷却，即使是在作为热源的温排水没有供应给它的时候。由于流入低热源再生器的稀释吸收液的温度高于其内部的饱和温度，因此稀释吸收液的温度会因自发闪蒸(self-flash)而降低，从而导致产生热量损失的问题。
发明内容
为了解决前述传统技术中的问题，根据本发明的一种单双效吸收式制冷机包括通过管线连接着的下列元件：蒸发器—吸收器箱，其容纳着蒸发器和吸收器；低温再生器—冷凝器箱，其容纳着低温再生器和冷凝器；低热源再生器—冷凝器箱，其容纳着以温排水等作为热源的低热源再生器和冷凝器；高温再生器；低温热交换器；高温热交换器；制冷剂泵；稀释吸收液泵；中间吸收液泵等；其中，与吸收器和低热源再生器相连并且设有稀释吸收液泵和低温热交换器的吸收液管中的位于低热源再生器一侧的部分通过设有选择阀的吸收液管部分连接着与低热源再生器和高温再生器相连并且设有中间吸收液泵和高温热交换器的吸收液管中的位于低热源再生器一侧的部分。
此外，上述单双效吸收式制冷机提供了一种基本操作方法，即基于流入或流出所述低热源再生器的热源的温度控制布置在吸收液管中的所述选择阀的开闭条件；以及一种辅助操作方法，即基于流入或流出所述蒸发器的盐水的温度控制布置在吸收液管中的所述选择阀的开度。
附图说明
图1是本发明的优选实施例的解释图。
图2是选择阀控制的一个例子的解释图，其中(A)是根据提供给低热源再生器的热源的温度进行的开闭条件控制的解释图，(B)是根据提供给在蒸发器中被冷却的热负载的盐水的温度进行的阀开度控制的解释图。
图3是传统技术的一个例子的解释图。
具体实施方式
下面参照图1和2所示的优选实施例描述本发明。为了便于理解，图3中的各个元件所采用的附图标记也被用于图1和2中，以表示具有相应功能的元件。
图1所示的单双效吸收式制冷机100包括：一个蒸发器1；一个与蒸发器1并置的吸收器2；一个容纳着蒸发器1和吸收器2的蒸发器—吸收器箱3；一个设有气体燃烧器4的高温再生器5；一个将来自高温再生器5的制冷剂蒸气作为热源的低温再生器6；一个与低温再生器6并置的冷凝器7；一个容纳着低温再生器6和冷凝器7的低温再生器—冷凝器箱8；一个将温排水或类似物作为热源的低热源再生器9；一个与低热源再生器9并置的冷凝器10；一个容纳着低热源再生器9和冷凝器10的低热源再生器—冷凝器箱11；一个低温热交换器12；一个高温热交换器13；一个排放制冷剂热回收装置14；一个被盐水(例如水)流经的盐水管26；一个冷却水管27；一个低热源供应管28；一个稀释吸收液泵P1；一个中间吸收液泵P2；一个浓缩吸收液泵P3；一个制冷剂泵P4；一个选择阀V1；这些元件如图中所示由管路连接起来。此外，C表示用于控制单双效吸收式制冷机100的控制器。
具体地讲，在根据本发明的单双效吸收式制冷机100中，稀释吸收液泵P1、低温热交换器12和排放制冷剂热回收装置14沿着一个稀释吸收液管15布置，该稀释吸收液管连接着一个在吸收器2的底部成形为预定形状的稀释吸收液池以及低热源再生器9的气相部分。
在稀释吸收液泵P1的排出侧即下游侧，稀释吸收液管15穿过设在吸收器2顶部的溶液冷却吸收器2A，然后，稀释吸收液管分支为一个布置着低温热交换器12的稀释吸收液管15A和一个布置着排放制冷剂热回收装置14的稀释吸收液管15B，然后，重新会合并连接到低热源再生器9。
中间吸收液泵P2和高温热交换器13沿着一个中间吸收液管16布置，该中间吸收液管连接着一个在低热源再生器9的底部成形为预定形状的中间吸收液池以及高温再生器5的气相部分，中间吸收液管16在低热源再生器9的那一侧，即相对于中间吸收液泵P2而言的上游侧的部分，通过一个布置着选择阀V1的分流管17连接着稀释吸收液管15在低热源再生器9那一侧的部分。
浓缩吸收液泵P3和低温热交换器12沿着一个浓缩吸收液管18布置，该浓缩吸收液管连接着一个在低温再生器6的底部成形为预定形状的吸收液池以及溶液冷却吸收器2A的气相部分，浓缩吸收液泵P3的上游部分和低温热交换器12的下游侧通过一个分流管19相连。
排放制冷剂热回收装置14以下述方式设置，即在高温再生器5中受热并产生的制冷剂蒸气将对低温再生器6中的吸收液进行再生加热，并因此而被冷凝，然后制冷剂通过制冷剂排放管20供应到该排放制冷剂热回收装置14中并被引入冷凝器7中。
冷凝器7的下侧通过制冷剂管21连接着蒸发器1，冷凝器10的下侧通过制冷剂管22连接着蒸发器1；冷凝器7、10以下述方式布置，即它们中的制冷剂在重力作用下向下流动并且进入蒸发器1中。
设在分流管17中的选择阀V1被控制器C基于温排水出口温度T1而以例如图2(A)所示的方式控制，所述温排水出口温度可以由例如一个温度传感器S1检测到，该温度传感器设在低热源供应管28从低热源再生器9引出的出口附近。
具体地讲，选择阀V1被控制器C以下述方式控制，即如果温度传感器S1检测到的温排水出口温度T1低于一个温度设定值例如70℃，则选择阀打开；如果温排水出口温度T1升高到超过一个不同的温度设定值例如75℃，则打开着的选择阀V1被关闭。
选择阀V1的打开角度也被控制器C以例如图2(B)所示的方式控制。具体地讲，如果一个设在盐水管26从蒸发器1引出的出口附近的温度传感器S2检测到的盐水出口温度T2比一个温度设定值SP例如7℃低一个特定的范围，例如1℃或以上，则选择阀V1被控制着完全打开(即阀开度为100％)；当盐水出口温度T2比所述温度设定值SP高一个特定的范围，例如1℃或以上时，选择阀V1被控制着完全关闭(即阀开度为0％)；当温度传感器S2检测到的温度位于所述范围之间时，选择阀的开度被成比例地控制，以调节制冷剂流经分流管17的体积。
这样，在根据本发明的单双效吸收式制冷机100中，处在例如大约80℃的温度的温排水会通过低热源供应管28而从废热发电装置或类似物正常地连续流入容纳在低热源再生器—冷凝器箱11中的低热源再生器9；然而，在废热发电装置或类似物启动、停止或进行类似操作时，通过低热源供应管28流入低热源再生器9中的温排水的温度降低，或者没有温排水流入，这样，温度传感器S1检测到的温排水温度会下降到温度设定值70℃以下，从而使选择阀打开。
因此，从吸收器2排放到稀释吸收液管15的稀释吸收液的一部分与低温热交换器12中的浓缩吸收液进行热交换并因此而升高温度，所述稀释吸收液中剩下的部分与排放制冷剂热回收装置14中的排放制冷剂进行热交换并因此而升高温度；接下来，由于被经冷却水管27流入冷凝器10中的冷却水冷却的低热源再生器9被布置成与低热源再生器—冷凝器箱11中的冷凝器10靠近且并置，而且稀释吸收液将相对于低热源再生器9分流并直接流入高温再生器5中，因此，即使是在通过低热源供应管28而供应给低热源再生器9的温排水的温度较低时，也不会在低热源再生器9中发生自发闪蒸，也不会出现图3所示的传统技术中的单双效吸收式制冷机100X中固有的热量损失。此外，通过低热源供应管28而再循环到废热发电装置或类似物中的温排水的温度不会过度下降。
由于在根据本发明的单双效吸收式制冷机100中控制器C基于温度传感器S2检测到的盐水出口温度T2来控制选择阀V1的开度，因此可以提供稳定的冷却和加热。
此外，在根据本发明的单双效吸收式制冷机100中，必须设置带有选择阀V1的分流管17，以便于通过控制选择阀V1的开闭条件和/或开度来选择是否将吸收器2排出的稀释吸收液输送到低热源再生器9；然而，由于能够取消传统技术中的单双效吸收式制冷机100X中设在低热源供应管28上的分流管28A和昂贵的三通阀28B，因此，还能够降低成本。
根据本发明的单双效吸收式制冷机100被以下述方式构造，即气体燃烧器4中的燃烧废气通过第一废热再生器23和第二废热再生器24排放；在第一废热再生器23中，燃烧废气中废热被流入高温再生器5中的中间吸收液回收；在第二废热再生器24中，燃烧废气中废热被供应给气体燃烧器4的燃烧用空气回收；这样，流入高温再生器5中的中间吸收液和供应给气体燃烧器4的燃烧用空气的温度升高；因此，可以防止气体燃烧器中燃烧消耗的燃料体积增加。
本发明并不局限于前面解释的实施例，不脱离本申请的权利要求书中所定义的范围的各种改型都是可行的。
例如，不是绝对要求在吸收器中设置溶液冷却吸收器2A。此外，冷却水管也可以被构造成具有分支，以便向吸收器2和冷凝器7、10供应冷却水。
此外，也可以采用下述结构：温度传感器S1设在低热源供应管28进入低热源再生器9的入口附近，通过低热源供应管28进入低热源再生器9的温排水的温度被温度传感器S1检测，并且基于检测到的温度，控制器C控制选择阀V1的开闭条件。
此外，也可以采用下述结构：温度传感器S2设在盐水管26进入蒸发器1的入口附近，通过盐水管26流入蒸发器1的盐水的温度被温度传感器S2检测，并且基于检测到的温度，控制器C控制选择阀V1的开度。
根据前面描述的本发明，当低热源再生器的内部处于低温时，从吸收器排出的稀释吸收液可以从低热源再生器分流并直接流入高温再生器中，因此稀释吸收液不会在低热源再生器中发生自发闪蒸。结果，可以防止出现传统技术中固有的热量损失问题。

Claims (3)

1.一种单双效吸收式制冷机(100)，包括通过管线连接着的下列元件：蒸发器—吸收器箱(3)，其容纳着蒸发器(1)和吸收器(2)；低温再生器—冷凝器箱(8)，其容纳着低温再生器(6)和冷凝器(7)；低热源再生器—冷凝器箱(11)，其容纳着以温排水等作为热源的低热源再生器(9)和冷凝器(10)；高温再生器(5)；低温热交换器(12)；高温热交换器(13)；制冷剂泵(P4)；稀释吸收液泵(P1)；中间吸收液泵(P2)等；其中，与吸收器(2)和低热源再生器(9)相连并且设有稀释吸收液泵(P1)和低温热交换器(12)的吸收液管中的位于低热源再生器一侧的部分通过设有选择阀(V1)的吸收液管连接着与低热源再生器(9)和高温再生器(5)相连并且设有中间吸收液泵(P2)和高温热交换器(13)的吸收液管中的位于低热源再生器一侧的部分。
2.如权利要求1所述的单双效吸收式制冷机(100)，其特征在于，基于流入或流出所述低热源再生器(9)的热源的温度控制布置在吸收液管中的所述选择阀(V1)的开闭条件。
3.如权利要求1所述的单双效吸收式制冷机(100)，其特征在于，基于流入或流出所述蒸发器(1)的盐水的温度控制布置在吸收液管中的所述选择阀(V1)的开度。
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